Antena receptorului de radio amator recepționează simultan sute și mii de semnale radio. Frecvențele acestora pot varia în funcție de transmisia pe unde lungi, medii, scurte, ultrascurte și benzile de televiziune. Între timp, există stații amatori, guvernamentale, comerciale, maritime și alte. Amplitudinile semnalelor aplicate la intrările antenei din domeniul receptorului variază de la mai puțin de 1 μV la multe milivolți. Amateur contacte radio apar la nivelul de mai multe microvolți. Scopul receptorului amator este dublu: selectarea, amplificarea și demodularea semnalului radio dorit și examinarea tuturor celorlalte. Receptoarele pentru amatori radio sunt disponibile atât separat, cât și ca parte a transmițătorului.
Componentele principale ale receptorului
Receptoarele radio amatori ar trebui să poată recepționa semnale extrem de slabe, separându-le de zgomot și de posturile puternice care sunt prezente mereu în aer. În același timp, pentru izolarea și demodularea lor este necesară o stabilitate suficientă. În general, performanța (și prețul) radioului depinde de sensibilitatea, selectivitatea și stabilitatea acestuia. Există și alți factori legați de caracteristicile de performanță ale dispozitivului. Acestea includ acoperirea frecvențelor și modurile de citire, de demodulare sau de detecție pentru radiofrecvențele DV, CB, HF, VHF, cerințele de alimentare. Deși receptoarele diferă în complexitate și performanță, toate suportă patru funcții de bază: recepție, selectivitate, demodulare și redare. Unele includ, de asemenea, amplificatoare pentru a crește nivelul semnalului la valori acceptabile.
Aceasta este capacitatea receptorului de a procesa semnalele slabe colectate de antena. Pentru un receptor radio, această funcționalitate este în primul rând legată de sensibilitate. Cele mai multe modele au mai multe cascade de amplificare necesare pentru a crește puterea semnalelor de la microvolți la volți. Astfel, câștigul global al receptorului poate ajunge la aproximativ un milion la unu.
Este util pentru începători să știe că sensibilitatea receptorului este afectată de zgomotul electric generat în circuitele antenei și în dispozitiv, în special în modulele de intrare și de frecvență radio. Ele apar atunci când excitația termică a moleculelor de conductor și a componentelor amplificatorului, cum ar fi tranzistoarele și tuburile. În general, zgomotul electric este independent de frecvență și crește cu temperatura și lățimea de bandă.
Orice interferență prezentă în terminalele antenei receptorului este amplificată împreună cu semnalul recepționat. Astfel, există o limită de sensibilitate a receptorului. Majoritatea modelelor moderne permit 1 μV sau mai puțin. Multe specificații definesc această caracteristică în microvolți pentru 10 dB. De exemplu, o sensibilitate de 0,5 μV pentru 10 dB înseamnă că amplitudinea zgomotului generat în receptor este de aproximativ 10 dB sub semnalul de 0,5 μV. Cu alte cuvinte, nivelul interferenței receptorului este de aproximativ 0,16 μV. Orice semnal sub această valoare va fi suprapus de acestea și nu va fi auzit în dinamică.
La frecvențe de până la 20-30 MHz, zgomotele externe (atmosferice și antropice) sunt de obicei mult mai mari decât zgomotele interne. Majoritatea receptoarelor au o sensibilitate suficientă pentru procesarea semnalelor în acest domeniu de frecvențe.
selectivitate
Aceasta este capacitatea receptorului de a regla semnalul dorit și de a respinge semnalele nedorite. Receptoarele utilizează filtre LC de înaltă calitate pentru a transmite numai o bandă îngustă de frecvențe. Astfel, lățimea de bandă a receptorului este importantă pentru eliminarea semnalelor nedorite. Selectivitatea mai multor receptoare DV este de ordinul a câteva sute de hertzi. Acest lucru este suficient pentru a filtra majoritatea semnalelor apropiate de frecvența de operare. Toate receptoarele de radio amatori KV și SV ar trebui să aibă o selectivitate de aproximativ 2500 Hz pentru recepția de voce amator. Multe receptoare și transceivere DV / KV utilizează filtre de comutare pentru a asigura recepția optimă a oricărui tip de semnal.
Demodularea sau detectarea
Acesta este procesul de divizare a componentei LF (sunet) de la semnalul purtător modulat de intrare. În circuitele de demodulare, se folosesc tranzistori sau lămpi. Cele două tipuri cele mai comune de detectoare utilizate în receptoarele HF sunt o diodă pentru DV și CB și un mixer ideal pentru DV sau KV.
redare
Procesul final de recepție este conversia semnalului detectat într-un semnal audio pentru alimentarea unui difuzor sau căști. De obicei, o cascadă cu un coeficient ridicat este utilizată pentru a amplifica ieșirea slabă a detectorului. Ieșirea amplificatorului audio este apoi transmisă spre difuzor sau căști pentru redare.
Majoritatea receptoarelor radio amatori au un difuzor intern și o mufă de ieșire pentru căști. Un amplificator audio simplu, cu o singură treaptă, este potrivit pentru lucrul cu căști. Un difuzor necesită de obicei un amplificator audio cu 2 sau 3 trepte.
Receptoare simple
Primii receptoare pentru radioamatori au fost cele mai simple dispozitive, care au constat într-un circuit oscilant, un detector de cristal și căști. Au putut primi doar posturi de radio locale. Cu toate acestea, detectorul de cristal nu este capabil să demoduleze în mod corespunzător semnalele DV sau KV. În plus, sensibilitatea și selectivitatea unei astfel de scheme nu sunt suficiente pentru munca radio amator. Puteți să le măriți prin adăugarea unui amplificator audio la ieșirea detectorului.
Amplificarea directă a receptorului radio
Sensibilitatea și selectivitatea pot fi îmbunătățite prin adăugarea uneia sau mai multor cascade. Acest tip de dispozitiv se numește un receptor de câștig direct. Mulți receptoare comerciale CB din anii '20 și '30. a folosit o astfel de schemă. Unele dintre ele au avut 2-4 etape de amplificare pentru a obține sensibilitatea și selectivitatea necesare.
Receptor de conversie directă
Aceasta este o abordare simplă și populară pentru primirea DV și KV. Semnalul de intrare este alimentat de detector împreună cu RF de la generator. Frecvența acestora din urmă este puțin mai mare (sau mai mică) decât prima, astfel încât să se poată obține o bătaie. De exemplu, dacă intrarea este de 7155.0 kHz și generatorul RF este reglat la 7155.4 kHz, atunci un semnal sonor de 400 Hz este creat în detector prin amestecare. Acesta din urmă intră în amplificatorul de nivel înalt printr-un filtru de sunet foarte îngust. Selectivitatea în acest tip de receptor este realizată prin intermediul circuitelor oscilante LC în fața detectorului și a unui filtru de sunet între detector și amplificatorul audio.
superheterodyne
Ea a fost dezvoltată la începutul anilor 1930 cu scopul de a elimina majoritatea problemelor întâlnite de primele tipuri de receptoare radio amatori. Astăzi, receptorul superheterodyne este utilizat în aproape toate tipurile de servicii de comunicații radio, inclusiv radio amator, comercial, precum și pentru modularea amplitudinii și frecvenței și pentru televiziune. Diferența principală de la receptoarele de amplificare directă este conversia semnalului RF recepționat într-un semnal RF intermediar.
Amplificator RF
Conține circuite LC care oferă o anumită selectivitate și un câștig limitat la frecvența necesară. Amplificatorul RF oferă, de asemenea, două avantaje suplimentare în receptorul superheterodyne. Mai întâi, se izolează cascadele mixerului și oscilatorului local de la circuitul antenei. Pentru un receptor radio, avantajul este acela că semnalele nedorite sunt atenuate, a căror frecvență este de două ori mai mare decât este necesar.
Este necesar să se creeze un semnal sinusoidal cu o amplitudine constantă, a cărui frecvență diferă de transportorul primit cu o sumă egală cu IF. Oscilatorul generează oscilații, a căror frecvență poate fi mai mare sau mai mică decât purtătorul. Această alegere este determinată de lățimea de bandă și de cerințele pentru reglarea RF. Majoritatea acestor noduri din receptoarele CB și domeniul inferior al receptoarelor VHF amatori generează o frecvență deasupra transportatorului de intrare.
Scopul acestei unități este de a converti frecvența semnalului purtător de intrare la frecvența amplificatorului IF. Mixerul emite 4 semnale de ieșire principale din două semnale de intrare: f1. F2. f1 + f2. f1-f2. În receptorul superheterodyne, se utilizează fie suma, fie diferența. Celelalte pot provoca interferențe dacă nu se iau măsurile adecvate.
Amplificator IF
Caracteristicile amplificatorului IF din receptorul superheterodyne sunt cel mai bine descrise din punctul de vedere al factorului de câștig și al selectivității. În general, acești parametri sunt determinați de amplificatorul IF. Selectivitatea amplificatorului IF trebuie să fie egală cu lărgimea de bandă a semnalului RF modulat. Dacă este mai mare, atunci orice frecvență adiacentă este omisă și cauzează interferențe. Pe de altă parte, dacă selectivitatea este prea îngustă, unele benzi laterale vor fi întrerupte. Acest lucru duce la pierderea clarității la redarea sunetului cu un difuzor sau căști.
Lățimea optimă a receptorului pentru unde scurte este de 2300-2500 Hz. Deși unele dintre benzile laterale mai mari asociate cu semnalele de vorbire se află în afara intervalului de 2500 Hz, pierderea lor nu afectează în mod semnificativ sunetul sau informațiile transmise de operator. Selectivitatea de 400-500 Hz este suficientă pentru funcționarea DV. Această bandă îngustă ajută la respingerea oricărui semnal al frecvenței adiacente, care poate interfera cu recepția. În receptoarele radio amatori, ale căror prețuri sunt mai mari, sunt utilizate două sau mai multe etape de amplificare IF cu filtrul cristalin sau mecanic extrem de selectiv precedent. Cu acest aranjament, circuitele LC și convertoarele IF sunt utilizate între unități.
Selectarea frecvenței intermediare este determinată de mai mulți factori, care includ: amplificarea, selectivitatea și suprimarea semnalului. Pentru benzile cu frecvență joasă (80 și 40 m), IF utilizat în multe receptoare radio amatori moderne este de 455 kHz. Amplificatoarele IF pot oferi un câștig excelent și o selectivitate de 400-2500 Hz.
Detectoare și generatoare de bate
Detectarea sau demodularea este definită ca procesul de separare a componentelor audio de semnalul purtător modulat. Detectoarele din receptoarele superheterodyne sunt de asemenea denumite secundar, iar primarul este ansamblul mixerului.
Control automat al câștigului
Scopul unității AGC este menținerea unui nivel constant al semnalului de ieșire, în ciuda modificărilor semnalului de intrare. Undele radio care se propagă prin ionosferă sunt slăbite, apoi amplificate datorită fenomenului cunoscut sub numele de decolorare. Aceasta duce la o schimbare a nivelului de recepție la intrările antenei pe o gamă largă de valori. Deoarece tensiunea semnalului rectificat din detector este proporțională cu amplitudinea semnalului recepționat, o parte din acesta poate fi utilizată pentru a controla câștigul. Pentru receptoarele care utilizează tranzistori tub sau npn la nodurile care preced detectorul, se aplică o tensiune negativă pentru a reduce CW. Amplificatoarele și mixerele care utilizează tranzistori pnp necesită o tensiune pozitivă.
Unii receptori radio amatori, în special cele mai bune tranzistoare, au un amplificator cu AGC pentru un control mai mare asupra caracteristicilor dispozitivului. Reglarea automată poate avea constante de timp diferite pentru semnale de diferite tipuri. Constanta de timp specifică durata controlului după terminarea emisiei. De exemplu, în timpul intervalelor dintre fraze, receptorul HF reia imediat câștigul maxim, ceea ce va provoca o explozie enervantă de zgomot.
Măsurarea intensității semnalului
În unele receptoare și transmițătoare este furnizat un indicator care indică puterea relativă a transmisiei. De obicei, o parte din semnalul IF rectificat de la detector este alimentat la un micro- sau milliametru. Dacă receptorul are un amplificator AGC, atunci acest nod poate fi de asemenea utilizat pentru a controla indicatorul. Majoritatea contoarelor sunt calibrate în unități S (1 până la 9), care reprezintă o schimbare de aproximativ 6 dB în puterea semnalului recepționat. Valoarea medie sau S-9 servesc pentru a indica un nivel de 50 μV. Jumătatea superioară a scării S-meter este calibrată în decibeli peste S-9, de obicei până la 60 dB. Aceasta înseamnă că intensitatea semnalului recepționat este de 60 dB peste 50 μV și este egală cu 50 mV.
Indicatorul este rareori corect, deoarece mulți factori influențează funcționarea acestuia. Cu toate acestea, este foarte util pentru determinarea intensității relative a semnalelor de intrare, precum și la verificarea sau reglarea receptorului. În multe transceivere, indicatorul servește la afișarea stării funcțiilor dispozitivului, cum ar fi curentul final al amplificatorului RF și puterea de ieșire RF.
Interferențe și limitări
Este util pentru începători să știe că orice receptor poate întâmpina dificultăți de recepție din cauza a trei factori: zgomot extern și intern și semnale de interferență. Interferența externă la HF, în special sub 20 MHz, este mult mai mare decât zgomotul intern. Numai la frecvențe mai mari, nodurile receptorului reprezintă o amenințare la adresa unor semnale extrem de slabe. Majoritatea zgomotului este generat în primul bloc, atât în amplificatorul de frecvență radio, cât și în cascada mixerului. Pentru a reduce interferența internă a receptorului la un nivel minim, sa depus mult efort. Ca rezultat, au apărut circuite cu zgomot redus și componente.
Interferențele externe pot cauza probleme când primesc semnale slabe din două motive. În primul rând, interferențele ridicate de antenă pot masca difuzarea. Dacă acesta din urmă este aproape sau sub nivelul zgomotului de intrare, recepția este aproape imposibilă. Unii operatori experimentați pot primi emisiuni pe DV chiar și cu interferențe mari, dar semnalele vocale și alte amatori în aceste condiții sunt incomprehensibile.
